專利名稱：顯示截面圖像的裝置以及計算機產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于層析X射線攝影法來顯示截面圖像的裝置以及計算機產品。
背景技術：
傳統上，在利用由基于計算機化的層析X射線攝影法(CT)的層析X射線攝影機或磁共振成像(MRT)而獲得的層析圖像(tomographicimage)的診斷中，捕獲目標部分的三維結構至關重要。因此，為了三維地顯示目標部分，已采用了諸如體繪制之類的三維顯示技術。
在這種傳統技術中，諸如內科醫生的使用者在層析圖像中指定一關注區，以觀察該區域的三維結構。以二維投影圖像的形式表示該三維結構。此外，為了從不同角度觀察該三維結構，在二維投影圖像中對該區域執行旋轉處理。因此，可以該二維投影圖像的形式表示出從不同角度觀察的三維結構。
而且，作為這種傳統技術，已提出了三維圖像處理。在該三維圖像處理中，通過將三維數據投影到平面上來獲得三維圖像。以如下方式顯示該三維圖像，使得可以從任意方向顯示目標點和目標點周圍的關注區相對于該三維圖象中的其它區域的三維位置關系(例如，日本特開平H9-81786號公報)。
然而，在上述傳統技術中，在其它顯示區(其為顯示有關注區的顯示區以外的區域)中，顯示有二維層析圖像。因此，如果使用者在觀看了三維結構之后想要觀看在其它顯示區中顯示的部分的三維結構，則使用者必須再次指定關注區，該關注區顯示在其它部分上，以獲得表達該三維結構的二維投影圖像。因此，操作相當麻煩，并且在獲得希望的圖像之前要等待一段時間。
為了診斷器官的狀況、病癥的狀況或者病癥的有/無，使用者經常從各個角度觀察關注區的三維結構。但是，在傳統技術中，即使已旋轉了二維投影圖像以便從不同角度觀察該三維結構，但在其它顯示區域內，仍顯示有從與旋轉之前二維投影圖像的初始角度相同的角度所觀看的截面圖像。
因此，二維投影圖像和截面圖像之間的邊界不是連續的，并且不可能獲知正在從哪個方向觀察人體的內部。這就可能導致無法找到病癥或者無法掌握器官或病癥的精確狀況或形態特征。因此可能會降低診斷的精確度。
發明內容
本發明的目的是至少解決傳統技術中的上述問題。
根據本發明一個方面的一種圖像顯示裝置包括顯示單元，該單元包括顯示屏，在該顯示屏上顯示有基于多個層析圖像生成的截面圖像；指定單元，其在所述截面圖像中指定第一區，該第一區為任意的關注區；以及，控制單元，其進行控制以在第一區中顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維表示該第一區內的截面圖像的一部分。
根據本發明另一方面的一種計算機可讀記錄介質存儲有圖像顯示程序，該程序用于在顯示屏上顯示基于多個層析圖像所生成的截面圖像。該圖像顯示程序令計算機執行以下操作在該截面圖像中指定第一區，該第一區為任意的關注區；以及在該第一區內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維表示該第一區內的截面圖像的一部分。
根據本發明又一方面的一種圖像顯示方法用于在顯示屏顯示基于多個層析圖像生成的截面圖像。該圖像顯示方法包括在所述截面圖像內指定第一區，該第一區為任意的關注區；并在所述第一區內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維表示該第一區內的截面圖像的一部分。
在本發明的以下詳細說明中具體地闡述了本發明的其它目的、特征和優點，或者通過結合附圖進行閱讀該說明，將使本發明的其它目的、特征和優點變得更加明確。
圖1是根據本發明實施例的圖像顯示系統的示意圖；圖2是由層析X射線攝影掃描儀獲得的活體的系列層析圖像的示意圖；圖3是根據發明實施例的圖像顯示裝置的示意圖；圖4是圖像顯示裝置的圖像顯示處理的流程圖；圖5是圖像顯示處理的流程圖；圖6是圖像顯示處理的流程圖；圖7是圖像顯示處理的流程圖；圖8是用于說明簡化體數據的示意圖；圖9是用于計算坐標系變換矩陣的處理的流程圖；圖10是顯示在顯示屏上的層析圖像的示意圖；圖11是包括在關注區內顯示的二維投影圖像的截面圖像的示意圖；圖12是用于生成旋轉參數的處理的流程圖；圖13是旋轉處理之后的圖像的示意圖；圖14是圖13中示出的關注區在執行了移動處理之后的圖像；以及圖15是圖像顯示裝置的框圖。
具體實施例方式
參照附圖，下面對根據本發明的示意性實施例進行詳細說明。
圖1是根據本發明實施例的圖像顯示系統100的示意圖。如圖1所示，圖像顯示系統100包括層析掃描儀(tomography scanner)101和圖像顯示裝置102。該層析掃描儀101包括CT掃描儀或MRI掃描儀，用于獲得諸如活人體的活體H的系列層析圖像。
圖2是系列層析圖像的示意圖。如圖2所示，層析圖像201是例如512像素×512像素的二維圖像。為便于說明，假設像素間距和連續層析圖像201之間的間距(即，片間距)都為1.0毫米(mm)。基于系列層析圖像200，可以生成在體繪制中使用的體數據。
圖3是圖像顯示裝置102的示意圖。如圖3所示，圖像顯示裝置102包括中央處理器(CPU)301、只讀存儲器(ROM)302、隨機存取存儲器(RAM)303、硬盤驅動器(HDD)304、硬盤(HD)305、軟盤驅動器(FDD)306、軟盤(FD)307(作為可移動記錄介質的一個示例)、顯示器308、接口(I/F)309、鍵盤310、鼠標311、掃描儀312和打印機313。通過總線300連接各元件。
CPU 301控制整個圖像顯示裝置102。ROM 302存儲諸如引導程序的計算機程序。將RAM 303用作CPU 301的工作區。HDD 304根據CPU301的控制對從HD 305讀出數據或向HD 305寫入數據進行控制。HD 305存儲根據HDD 304的控制所寫入的數據。
FDD 306根據CPU 301的控制對從FD 307讀取或向FD 307寫入數據進行控制。FD 307存儲通過FDD 306的控制所寫入的數據，并令圖像顯示裝置102讀取存儲在FD 307中的數據。
除了FD 307以外，還可以使用只讀存儲光盤存儲器(CD-ROM)、可讀光盤(CD-R)、可刻錄光盤(CD-RW)、磁質光盤(MO)、數字化通用光盤(DVD)以及存儲卡作為可移動記錄介質。顯示器308顯示光標、圖標、工具箱以及諸如文件、圖像和功能性信息的數據。可以使用陰極射線管(CRT)、薄膜晶體管(TFT)液晶顯示器或等離子體顯示器作為顯示器308。
I/F 309通過通信線路連接到諸如因特網的網絡314，并通過網絡314連接到其它設備。I/F 309控制網絡314和內部接口，以控制向外部設備輸入或從外部設備輸出數據。可以使用調制解調器或者局域網(LAN)適配器作為I/F 309。
鍵盤310包括用于輸入字符、數字和各種指令的按鍵，并用于輸入數據。還可以使用觸摸屏輸入鍵盤或者數字鍵盤作為鍵盤310。鼠標311用于移動光標、選擇范圍、移動窗口和改變所顯示窗口的尺寸。如果跟蹤球或者操縱桿具有功能與鼠標311相似的功能，則可以使用二者作為定點設備。
掃描儀312光學地捕獲圖像，并且向圖像顯示裝置102輸入圖像數據。該掃描儀312可具有光學字符讀取(OCR)功能。打印機313打印圖像數據和文件數據。例如，可以使用激光打印機和噴墨打印機作為打印機313。
圖4-7是圖像顯示裝置102執行的圖像顯示處理的流程圖。如圖4所示，首先讀取圖2中所示的系列層析圖像200(步驟S401)，以生成體數據(步驟S402)。圖8是用于說明簡化體數據的示意圖。體數據800是表示活體H的三維結構的體元的集合，并且是基于該系列層析圖像200而生成的。
體數據800具有三維坐標系C。X軸表示層析圖像的寬度(橫向)，Y軸表示層析圖像的高度(垂直方向)，而Z軸表示連續呈現層析圖像的方向(深度方向)。
之后，如圖4所示，設定表示體數據800的截面的二維坐標系ck(步驟S403)。二維坐標系ck由體數據800指定。例如，利用圖8所示的三維坐標系C中的坐標原點o(Ox，Oy，Oz)、截面的x軸向量(Xx，Xy，Xz)和截面的y軸向量(Yx，Yy，Yz)來形成截面的二維坐標系ck。
作為初始參數，也可以設定表示x軸方向的長度的截面寬度、表示y軸方向的長度的截面高度以及截面上的像素間距。這種設定可以由圖3中所示的CPU 301或者通過使用者輸入參數來預先執行。
之后，如圖4所示，對用于將二維坐標系ck變換為三維坐標系C的坐標系變換矩陣進行計算(步驟S404)。圖9是用于計算步驟S404中的坐標系變換矩陣的處理流程圖。如圖9所示，首先生成矩陣Mα，用于將二維坐標系ck的原點(0，0)變換為三維坐標系C的坐標值o(Ox，Oy，Oz)(步驟S901)。將矩陣Mα表示成Mα=100Ox011Oy001Oz0001---(1)]]>然后，生成用于將二維坐標系ck的x軸向量(1，0)旋轉成三維坐標系C中的x軸向量x(Xx，Xy，Xz)的矩陣Mβ(步驟S902)。將X軸向量X與x軸向量x的外積向量作為旋轉軸。另外，將由X軸向量X與x軸向量x形成的角度θ用作旋轉角。根據外積向量的幅值來計算sinθ。根據X軸向量X與x軸向量x的內積計算cosθ。然后，基于該外積向量、sinθ和cosθ來計算矩陣Mβ。將所計算的矩陣Mβ表示為Mβ=Xx-Xx-Xx0Xy(XzXz+XxXyXz)(XxXyXz-XyXz)0/(XyXy+XzXz)/(XyXy+XzXz)Xz(XxXyXz-XyXz)(XyXy+XxXzXz)0/(XyXy+XzXz)/(XyXy+XzXz)0001---(2)]]>然后，計算用于旋轉Y′向量的矩陣Mγ，該Y′向量是通過利用矩陣Mβ將二維坐標系ck內的y軸向量(0，1)旋轉變換到三維坐標系C內的y軸向量y(Yx，Yy，Yz)而獲得的(步驟S903)。具體地，通過公式3計算Y′軸向量。
Y′＝Mβ×Y (3)與步驟S902的情況相似，將Y′軸向量與y軸向量的外積向量作為旋轉軸。而且，將由Y′軸向量與y軸向量形成的角度φ作為旋轉角。根據該外積向量的幅值來計算sinφ。根據Y′軸向量與y軸向量的內積來計算cosφ。然后，基于該外積向量、sinφ和cosφ來計算矩陣Mγ。
基于在步驟S901至S903中得到的矩陣Mα、Mβ和Mγ，通過公式4來計算變換矩陣M1(步驟S904)。
M1＝Mγ×Mβ×Mα(4)然后，如圖4所示，設定i＝1(步驟S405)。如圖8所示，針對在二維坐標系ck中的位于坐標pki(xki，yki)處的截面的像素Gi，計算在三維坐標系C中的三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)(步驟S406)。具體地，由于像素Gi的坐標pki(xki，yki)與三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)相對應，因此利用公式5，基于步驟S404中生成的變換矩陣M1來計算三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)。
Pi＝M1×pki (5)因此，將與像素Gi相關聯的三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)的像素值Qi(Pi)設定為二維坐標系ck中的像素Gi的像素值qki(pki)(步驟S407)。更具體地，利用三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)的八個周邊像素值執行補充處理。因此，可根據體數據800的像素值來獲得截面圖像的像素值。
如果不滿足i＝n(步驟S408中為“否”)，則并未確定截面的所有像素值。因此處理返回到步驟S406。另一方面，如果i＝n(步驟S408中為“是”)，則顯示二維坐標系ck中的截面圖像(步驟S409)。圖10是在圖像屏上顯示的層析圖像的示意圖。如圖10所示，顯示屏1000包括其中顯示有截面圖像1002的顯示區1001。在該顯示區1001的關注區ROI內的截面圖像1003中，示出了腫瘤的截面圖像t。
隨后，如圖5中所示，從截面圖像1002中任意指定關注區ROI(步驟S501)。通過由使用者使用輸入設備(例如圖3中所示的鼠標311和鍵盤310或者包括筆輸入板的其它設備)來執行對關注區ROI的指定。例如，如圖10中所示，指定作為關注區ROI的對角點的點R1(xmin，ymin)和點R2(xmax，ymax)。通過將中心點作為關注區ROI的中心并將端點用作關注區ROI的邊界來指定關注區ROI。
然后，計算在步驟S501中指定的關注區ROI的三維參數(步驟S502)。該三維參數包括關注區ROI的中心坐標(ROIx，ROIy)以及關注區ROI的三維尺寸ROIw、ROIh和ROId。針對圖10中所示的關注區ROI，可以通過公式6來計算出該中心坐標(ROIx，ROIy)。
(ROIx，ROIy)＝[(xmax)+(xmin)/2，(ymax+ymin)/2] (6)三維尺寸ROIw表示關注區ROI的x軸方向的長度，并可通過公式7來計算。三維尺寸ROIh表示關注區ROI的y軸方向的長度，并可通過公式8來計算。
ROIw＝xmax-ymin (7)ROIh＝ymax-ymin (8)由于關注區ROI是三維顯示的，因此需要計算出三維尺寸ROId，其為表示在x-y平面上的深度(z軸方向)的參數。可通過公式9估算出該三維尺寸ROId。
ROId＝max(ROIw，ROIh) (9)關注區ROI是使用者查看器官內的組織(如腫瘤和息肉)的區域。由于腫瘤或息肉基本上是球形的，因此其形狀可通過公式9來估算。可以通過min(ROIw，ROIh)而不是max(ROIw，ROIh)來計算三維尺寸ROId。可將ROIw和ROIh的平均值用作三維尺寸ROId。
然后，生成三維地表現關注區ROI內的部分的二維投影圖像(步驟S503)。例如，對與截面圖像1003對應的體數據800進行體繪制顯示。具體地，通過公式10來計算在關注區ROI的二維坐標(x，y)處的二維投影圖像VR(x，y)。
VR(x,y)=Σz=0ROldC(x,y,z)×T(x,y,z)×E(x,y,z)---(10)]]>在公式10中，C(x，y，z)是表示陰影的擴散值(diffusion value)，T(x，y，z)是表示不透明性的濃度函數，而E(x，y，z)是表示光的衰減的光量。然后，將所生成的二維投影圖像顯示在顯示屏1000上(步驟S504)。具體地，利用公式11，執行將二維投影圖像VR(x，y)覆蓋在層析圖像上的覆蓋處理。
因此，可在截面圖像上的關注區ROI中的二維位置坐標p(x，y)處顯示二維投影圖像VR(x，y)。圖11是包含有在關注區中顯示的二維投射圖像的截面圖像的示意圖。在該關注區ROI中，顯示有二維投影圖像1103，其三維地表現圖10中所示的截面圖像1003。使用公式10來得到二維投影圖像1103。
具體地，在關注區ROI中，顯示出二維投影圖像T。顯示出三維地表現出圖10中所示的腫瘤的圖像t的二維投影圖像T。因此，能夠觀看到甚至表示使用者希望局部觀看的區域(關注區ROI)的深度的圖像或者位于截面上的三維圖像。因此，與截面圖像的情況相比可以容易地識別出病癥。
如果使用者沒有執行輸入操作(步驟S505為“否”)，并輸入結束指令(步驟S506為“是”)，則該處理結束。如果沒有輸入結束指令(步驟S506為“否”)，則該處理返回到步驟S505，并保持二維投影圖像的顯示。
另一方面，如果使用者執行了輸入操作(步驟S505為“是”)，則確定了操作模式(步驟S507)。如果該操作模式是“旋轉”(步驟S507為“旋轉”)，則該處理進行至圖6中所示的步驟S601。另一方面，如果該操作模式是“移動”(步驟S507為“移動”)，則該處理進行至圖7所示的步驟S701。
當操作模式是“旋轉”時(步驟S507為“旋轉”)，如圖6中所示生成旋轉參數(步驟S601)。圖12是用于生成旋轉參數的處理的流程圖。對使用鼠標311作為輸入設備的情況進行說明。
如圖12中所示，當取顯示屏1000上的光標的位置坐標處的一點作為移動原點時，在該情況中，首先檢測通過移動鼠標311移位后的光標的當前位置坐標(步驟S1201)。然后基于所檢測的當前位置坐標(xlen，ylen)，通過公式12計算鼠標311所移動的距離L。
L=xlen2+ylen2---(12)]]>之后，計算用作旋轉軸的旋轉軸向量V(ylen/L，xlen/L，0)(步驟S1203)。之后計算旋轉角度Θ(步驟S1204)。該旋轉角度Θ通過公式13來計算。
Θ＝K×L(13)K是使旋轉角度Θ與距離L成比例的比例系數。基于旋轉軸向量V和旋轉角度Θ，計算作為旋轉參數的旋轉矩陣Mrot(步驟S1205)。當假設Vx＝ylen/L且Vy＝xlen/L時，由公式14來表示旋轉矩陣Mrot。
Mrot=Vx*Vx*Vx*Vy*-Vy*sinΘ0(1-cosΘ)+cosΘ(1-cosΘ)Vy*Vx*Vy*Vy*Vx*sinΘ0(1-cosΘ)(1-cosΘ)+cosΘVy*sinθ-Vx*sinΘcosΘ00001---(14)]]>接下來，計算作為旋轉參數的平移(translation)矩陣Mtr和該平移矩陣Mtr的逆矩陣Mtr-1(步驟1206)。利用該平移矩陣Mtr和逆矩陣Mtr-1，可將旋轉中心移動到關注區ROI的中心坐標處的點。將該平移矩陣Mtr和逆矩陣Mtr-1分別由公式15和公式16來表示。
Mtr=100ROIx010ROIy00100001---(15)]]>Mtr-1=100-ROIx010-ROIy00100001---(16)]]>在公式15中，坐標(ROIx，ROIy)表fi在截面圖像的二維坐標系ck中的關注區ROI的中心坐標，并通過公式17進行計算。
ROIxROIyNoUseNoUse=M1-1×ROIxROIyROIz1---(17)]]>在公式17中，坐標(ROIx，ROIy，ROIz)表fi三維坐標系C內的關注區ROI的中心坐標。根據該中心坐標，生成旋轉矩陣Mrot、平移矩陣Mtr和逆矩陣Mtr-1的旋轉參數。
接下來，計算變換矩陣M2(步驟S602)。變換矩陣M2是通過更新變換矩陣M1得到的一個矩陣，并利用步驟S1201中生成的旋轉矩陣Mrot、平移矩陣Mtr和逆矩陣Mtr-1的旋轉參數，通過公式18計算得到。
M2＝M1×Mtr×Mrot×Mtr-1(18)假設i＝1且k＝k+1(步驟S603)，并針對在二維坐標系ck中的位于坐標pki(xki，yki)處的截面上的像素，來計算在三維坐標系C中的三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)(步驟S604)。具體地，由于該三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)與截面上的像素的二維坐標系ck內的坐標pki(xki，yki)相對應，因此利用在步驟S602中生成的變換矩陣M2，通過公式19來計算三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)。
Pi＝M2×pki (19)之后，將與該橫截面上的像素相關聯的三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)的像素值Qi(Pi)設定為二維坐標系ck內的截面上的像素的像素值qki(pki)(步驟S605)。更具體地，利用三維位置坐標Pi(Xi，Yi，Zi)的八個周邊像素值來執行補充處理。因此，可根據體數據800的像素值來獲得截面圖像的像素值。
如果不滿足i＝n(步驟S606為“否”)，則并未確定截面的所有像素值。因此，處理返回步驟S604。另一方面，如果i＝n(步驟S606為“是”)，則顯示二維坐標系ck內的新的截面圖像(步驟S607)。
之后，保留將變換矩陣M2作為變換矩陣M1(步驟S608)。接下來，生成關注區ROI的新二維投影圖像(步驟S609)，隨后在截面圖像1002上的關注區ROI上顯示新的二維投影圖像(步驟S610)。該處理進行到圖5中所示的步驟S503。步驟S609及S610的處理與圖5所示的步驟S503和S504的處理相同，這里不再贅述。
示出了通過步驟S609及S610的處理所顯示的圖像。圖13是旋轉處理后的圖像的示意圖。通過利用旋轉矩陣M2的坐標變換處理，來旋轉圖11中所示的二維投影圖像1103，并且還旋轉腫瘤的二維投影圖像T。另外，根據關注區ROI的旋轉，使在關注區ROI外部的顯示區1001旋轉。
通過這種旋轉處理，得到截面圖像1302，其為從與觀看關注區ROI的方向相同的方向觀看到的圖像。因此，這就有可能發現從圖11中所示的不同方向觀看的截面圖像1002未發現的其它組織(例如，腫瘤)的截面圖像s。所以，能夠根據旋轉的截面圖像1302掌握使用者當前觀看的二維投影圖像1303的位置關系。這樣就可以精確地診斷出活體H內部的狀況。
當操作模式是“移動”時(S507為“移動”)，且當通過操作鼠標311將關注區ROI移動到不同部位時，如圖7中所示，指定了作為移動后的新的關注區的關注區ROI′(步驟S701)。為關注區ROI′計算三維參數(步驟S702)。步驟S701和S702的處理與圖5中所示的步驟S501和S502的處理相同，這里不再贅述。
接著，生成移動矩陣Mmov(步驟S703)。由公式20表示該移動矩陣Mmov，其中在二維坐標系ck中的x軸和y軸方向上，到關注區ROI′的距離分別為Dx和Dy。
Mmov=100Dx010Dy00100001---(20)]]>基于所生成的移動矩陣Mmov和變換矩陣M1，通過公式21來計算新的變換矩陣M2(步驟S704)。
M2＝Mmov×M1 (21)然后，該處理進行到如圖6所示的步驟S603，以執行與旋轉處理相似的步驟S603到S610的處理。圖14中示出了作為移動處理的結果所顯示的圖像。
如圖14中所示，將關注區的位置從圖13中所示的關注區ROI的位置移動至新指定的關注區ROI′的位置。在關注區ROI′中，顯示有二維投影圖像1403。如圖14中所示，在關注區ROI中，其中二維投影圖像1303(包括腫瘤的圖像T)先前在圖13中所示的移動處理之前顯示，由于關注區ROI內部的部分已變成關注區ROI′外部的部分，因此顯示出二維投影圖像(包括腫瘤的截面圖像t)。另一方面，利用圖13所示的截面圖像s顯示的部分位于關注區ROI′的內部，因此利用二維投影圖像S來顯示該部分。
另選地，盡管先前利用在圖13所示的關注區ROI中的二維投影圖像1303顯示的部分在關注區ROI′的外部，但可以保持顯示二維投影圖像1303。當要對初始區域(關注區ROI)進行回查或與關注區ROI′內的二維投影圖像1403進行比較時，這是有效的。
因此，根據上述實施例，當旋轉關注區ROI內的二維投影圖像時，保留旋轉參數。基于所保留的旋轉參數，還使表示關注區ROI外部的截面的二維圖像旋轉。因此，根據關注區ROI的旋轉，可以顯示關注區ROI外部的層析圖像，以從與二維投影圖像的旋轉角度相對應的角度來進行觀察。因此，可適當的捕獲關注區ROI的內部與外部部分之間的位置關系。
此外，當在該旋轉處理之后執行移動處理時，由于保留了旋轉參數，因此可以顯示以與旋轉關注區ROI的角度相同的角度旋轉的二維投影圖像1403。
另外，如果將該發明應用于活體H的系列層析圖像200，那么通過指定關注區ROI來對活體H體內進行局部檢查。因此，通過對關注區ROI內的二維投影圖像1103(或者關注區ROI′內的二維投影圖像1403)按順序地平穩地執行旋轉處理或者移動處理，可以進行有效且準確的診斷。此外，可準確捕獲活體H的內部狀況，由此可發現存在于否則將難以發現病癥的區域內的病癥(諸如惡性腫瘤或者息肉)。
圖15是圖像顯示裝置102的框圖。如圖15中所示，該圖像顯示裝置102包括顯示單元1501、層析圖像輸入單元1502、指定單元1503、旋轉指令輸入單元1504和顯示控制單元1505。
顯示單元1501包括其上顯示有基于層析圖像生成的截面圖像的顯示屏1000。具體地，在該顯示屏1000上，顯示有由圖1中所示的層析掃描儀101獲得的活體H的系列層析圖像200(參照圖2)、或者基于層析圖像200生成的任意部分的截面圖像(參照圖10、11、13和14)。顯示單元1501通過例如圖3中所示的顯示器308實現其功能。
層析圖像輸入單元1502接受通過層析掃描儀101得到的活體H的系列層析圖像200的輸入。具體地，該層析圖像輸入單元1502執行圖4中所示的步驟S401的處理。層析圖像輸入單元1502通過例如用于執行記錄在ROM 302、RAM 303、HD 305、FD 307等(如圖3中所示)上的程序的CPU 301或者通過I/F 309來實現其功能。
指定單元1503接受在截面圖像的顯示區內的任意關注區的指定。具體地，該指定單元1503執行圖5中所示的步驟S501和圖7中所示的步驟S701的處理。指定單元1503通過例如用于執行記錄在ROM 302、RAM303、HD 305、FD 307等(如圖3中所示)上的程序的CPU 301或者通過I/F 309來實現其功能。
旋轉指令輸入單元1504接受旋轉指令的輸入，該旋轉指令用于旋轉在顯示屏1000上顯示的二維投影圖像。具體地，該旋轉指令輸入單元1504執行圖5的步驟S505和S507以及圖6的步驟S601的處理。旋轉指令輸入單元1504通過例如用于執行記錄在ROM 302、RAM 303、HD 305、FD 307等(如圖3中所示)上的程序的CPU 301或者通過I/F 309來實現其功能。
顯示控制單元1505控制顯示屏1000來顯示層析圖像。具體地，該顯示控制單元1505執行圖4的步驟S402至S409的處理，以使層析圖像顯示在顯示屏1000上。另外，顯示控制單元1505進行控制，以在關注區ROI內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維地表現出關注區ROI內部的截面圖像的一部分。具體地，該顯示控制單元1505執行圖5中所示的步驟S502至S504的處理，以使二維投影圖像顯示在關注區ROI上。
另外，顯示控制單元1505基于旋轉指令進行控制來顯示二維投影圖像，并顯示與由此顯示在關注區ROI外部的顯示區內的二維投影圖像相對應的截面圖像。具體地，該顯示控制單元1505執行圖6中所示的步驟S602至S610的處理，以便基于步驟S601中獲得的旋轉參數(包括用于觀察角度、旋轉軸和旋轉角的參數)來顯示二維投影圖像。另外，與旋轉指令同步或根據旋轉指令，該顯示控制單元1505進行控制，以在關注區ROI以外顯示與二維投影圖像的旋轉相對應的關注區ROI以外部分的截面圖像。
另外，在接受到與關注區ROI不同的關注區ROI′的指定時，在關注區ROI′內顯示出三維地表現出關注區ROI′內的截面圖像部分的二維投影圖像。在關注區ROI中，可以顯示關注區ROI內部的部分的截面圖像，或者可繼續顯示該二維投影圖像。通過執行圖7中所示的步驟S701至S704以及圖6中所示的步驟S603至S610的處理來實現該顯示控制處理。
此外，顯示控制單元1505包括執行各種算術運算處理的計算單元1506。例如，基于表示關注區ROI(或者關注區ROI′)的二維坐標，計算單元1506計算表示關注區ROI(或者關注區ROI′)的深度的深度信息。基于該深度信息，顯示二維投影圖像。具體地，執行圖5中所示的步驟S502(對于關注區ROI′來說，圖7中所示的步驟S702)的處理。
顯示控制單元1505通過例如用于執行記錄在ROM 302、RAM 303、HD 305、FD 307等(如圖3中所示)上的程序的CPU 301來實現其功能。
因此，可以即時地識別出所顯示的二維投影圖像是三維地表現關注區ROI內的層析圖像的圖像。另外，可根據用于二維投影圖像的旋轉方式來在顯示關注區ROI外部的部分的截面圖像。由此可以即時捕獲二維投影圖像與關注區ROI外部的截面圖像之間的位置關系。
此外，可通過指定另一個關注區ROI′來移動關注區ROI。當希望對在關注區ROI外部的顯示區進行局部觀察時，可顯示出其它關注區ROI′內的二維投影圖像。另外，在初始關注區ROI中，可顯示截面圖像而不是二維投影圖像，由此提高了算術運算的效率。此外，可在初始關注區內可繼續顯示二維投影圖像。因此，當使用者想要觀察初始關注區ROI內的二維投影圖像時，該使用者可不必執行重新指定關注區ROI的冗余操作，就能夠觀看到該二維投影圖像。
另外，可根據關注區ROI的兩個二維尺寸(ROIw，ROIh)將由二維投影圖像表示的三維空間近似為一立方體。因此，在活體H的層析圖像的情況中，可生成適合于顯示球形組織(例如腫瘤或息肉)的二維投影圖像。
如上所述，通過根據本發明實施例的圖像顯示裝置和計算機產品，使用者可輕易且即時地識別出使用者希望局部觀察的部分的二維投影圖像與該部分周圍的截面圖像之間的位置關系。另外，可以三維地表現出局部部分。因此，能夠以不同的角度來觀察活體H內部的器官或者組織，由此能夠容易地捕獲病癥的形態特征。因此，可提高診斷的準確性。尤其是，可容易地發現存在于否則將難以發現病癥的區域內的諸如惡性腫瘤或者息肉的病癥，從而能夠在早期發現病癥等。
該實施例中所述的圖像顯示方法可通過諸如個人計算機或工作站的計算機執行事先設置的計算機程序來實現。將該計算機程序記錄在諸如HD、FD、CD-ROM、MO盤以及DVD的計算機可讀記錄介質上，并通過由計算機從該記錄介質中讀取來執行。而且，該計算機程序可以是能夠通過諸如因特網的網絡發布的傳輸介質。
根據本發明，使用者可以容易并直觀地識別出二維投影圖像部分和該二維投影圖像周圍的部分之間的位置關系。此外，可以提高病癥診斷的準確度。
盡管已參照具體實施例對本發明進行了完整而清楚的揭示，但所附權利要求并不由此受到限制，而是被構成為涵蓋落入本文所闡述的基本教義范圍內的本領域的技術人員可能想到的所有修改和變型。
該申請基于并要求在2004年7月12日提交的在先日本專利申請No.2004-205261的優先權，通過引入并入其全部內容。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括包括顯示屏的顯示單元，在所述顯示屏上顯示基于多個層析圖像生成的截面圖像；指定單元，其在所述截面圖像內指定第一區，所述第一區是任意的關注區；以及控制單元，其進行控制以在所述第一區內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維地表現所述第一區內部的所述截面圖像的部分。
2.根據權利要求1所述的圖像顯示裝置，還包括旋轉指令輸入單元，該旋轉指令輸入單元輸入用于旋轉所述二維投影圖像的旋轉指令，其中所述控制單元基于所述旋轉指令來進行控制以顯示所述二維投影圖像，并根據基于所述旋轉指令所顯示的所述二維投影圖像的狀態，來顯示所述第一區外部的部分的截面圖像。
3.根據權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述指定單元指定作為與所述第一區不同的關注區的第二區，以及所述控制單元進行控制以在所述第二區內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維地表現位于所述第二區內的截面圖像的部分。
4.根據權利要求3所述的圖像顯示裝置，其中所述控制單元進行控制以在所述第一區內顯示所述第一區內部的部分的截面圖像。
5.根據權利要求3所述的圖像顯示裝置，其中當在所述第二區內顯示出所述第二區內部的部分的所述二維投影圖像時，所述控制單元進行控制以在所述第一區內顯示所述第一區內部的部分的所述二維投影圖像。
6.根據權利要求1所述的圖像顯示裝置，其中所述控制單元包括計算單元，該計算單元基于所述第一區的二維坐標來計算表示所述第一區的深度的深度信息，并且基于所述深度信息進行控制以顯示所述二維投影圖像。
7.一種計算機可讀記錄介質，其儲存有用于顯示屏上顯示基于多個層析圖像所生成的截面圖像的圖像顯示程序，所述圖像顯示程序使計算機執行以下操作在所述截面圖像中指定第一區，所述第一區是任意的關注區；以及在所述第一區內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維地表現所述第一區內部的所述截面圖像部分。
8.根據權利要求7所述的計算機可讀記錄介質，其中所述圖像顯示程序還使計算機執行輸入用于旋轉所述二維投影圖像的旋轉指令，基于所述旋轉指令來顯示所述二維投影圖像；根據基于所述旋轉指令所顯示的所述二維投影圖像的狀態，來顯示所述第一區外部的部分的截面圖像。
9.一種用于在顯示屏上顯示基于多個層析圖像生成的截面圖像的圖像顯示方法，所述圖像顯示方法包括在所述截面圖像中指定第一區，所述第一區是任意的關注區；以及在所述第一區內顯示二維投影圖像，該二維投影圖像三維地表現所述第一區內部的截面圖像的部分。
10.根據權利要求9所述的圖像顯示方法，還包括輸入用于旋轉所述二維投影圖像的旋轉指令；以基于所述旋轉指令的狀態來顯示所述二維投影圖像；以及根據基于所述旋轉指令所顯示的所述二維投影圖像的狀態，顯示所述第一區外部的部分的截面圖像。
全文摘要
顯示截面圖像的裝置以及計算機產品。在顯示屏上顯示的截面圖像中，由使用者來指定關注區。在所指定的關注區內，顯示有三維地表現關注區內部的截面圖像的二維投影圖像。具體地，顯示三維地表現腫瘤圖像的腫瘤的二維投影圖像。可以顯示表示使用者希望局部觀看的區域的深度的圖像以及位于截面圖像內的三維圖像，由此能夠容易地掌握病癥的形態特征。
文檔編號A61B6/03GK1722177SQ20051008444
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月12日 優先權日2004年7月12日
發明者小澤亮夫 申請人:富士通株式會社